Angewandte Chemie

Cover image for Vol. 129 Issue 23

Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPhotoChem, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie


Den vollständigen Artikel und die Anschrift des Autors finden Sie in Angew. Chem 1998, 110 (21), 3196 - 3199

Perlen aus dem Reagenzglas

Forscher versuchen, den Vorgängen bei der
Biomineralisation auf den Grund zu gehen

Was haben Perlen, Muschelschalen, Schneckenhäuser, Zähne und Knochen gemeinsam? Sie bestehen aus einfachen anorganischen Materialien - Muschelschalen und Perlen aus den Mineralien Calcit und Aragonit, Zähne und Knochen aus Apatit. In der unbelebten Natur kommen diese Stoffe nur in Form von Kristallen vor; die Evolution hat es aber geschafft, aus diesen Werkstoffen die genannten, weitaus phantasievolleren Gebilde zu konstruieren. Chemiker möchten die Prozesse, derer sich die Natur dabei bedient, schon lange gerne nachahmen. Wolfgang Tremel, Jörg Küther und Ram Seshadri von der Universität Mainz ist nun ein interessanter Schritt in diese Richtung gelungen.

Vor der Herstellung von künstlichen Schneckenhäusern haben sie sich allerdings ein einfacheres Ziel gesetzt: künstliche "Perlen" - "Die sind das einfachste Beispiel, weil sie so schön kugelsymmetrisch sind", sagt Tremel. Wie er und sein Team das Calcit, aus dem die Mainzer Retortenperlen bestehen, dazu brachten, in Kugeln statt in kleinen Würfeln zu wachsen: "Dazu machten wir uns zu Nutze, daß Calcit sich aus Wasser gerne auf Goldoberflächen abscheidet, die mit speziellen Chemikalien beschichtet sind." Diese Beschichtung ist das Geheimnis, sie sorgt für das richtige Wachstum der Mineralien. "Also haben wir mikroskopisch kleine Goldkügelchen damit hergestellt; darauf scheidet sich das Calcit ab und wächst im Kugelformat weiter." Je nach Umgebungsbedingungen entstehen dann "Perlen" mit einer fast glatten Oberfläche oder solche, die aus lauter kleinen Minikristallen zusammengesetzt erscheinen.

Natürlich ist das nur der erste Schritt, und bis zum Designer-Schneckenhaus mit Goldkante ist es noch ein weiter Weg. Aber, so Tremel: "Immerhin ist dies das erste Mal, daß wir gezielt räumliche Strukturen aus anoranischen Materialien aufbauen können - ausgehend von sehr simplen Molekülen." Eine der noch offenen Fragen betrifft die Größensteuerung der Minikristalle. Zwar können die Mainzer Chemiker die Natur des sich abscheidenden Materials schon recht gut kontrollieren - Calcit ist nur eine mögliche Variante -, ihre Perlen sind aber noch recht klein und zerbrechlich; für ein Collier reicht es noch nicht. "Unser großes Fernziel, das aber noch weit in der Zukunft liegt, sind künstliche Zähne und Knochen aus Originalmaterialien. Und die wären für den Betroffenen sicher wertvoller als eine Kette aus künstlichen Perlen."

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